Современные мегаполисы часто именуют каменными джунглями, хотя куда более точным определением было бы «бетонные джунгли». Этот прочный и долговечный материал появился довольно давно, а именно 4000 лет тому назад. Именно благодаря ему многие архитектурные сооружения далекого прошлого сохранились до наших дней (Парфенон, например). Если в древности люди ломали голову над тем, как построить что-то великое и фактически вечное, то сейчас людей больше волнуют вероятные последствия.

Одним из самых наболевших является вопрос экологии. И вот ученые из Токийского университета (Япония) придумали метод использовать отходы во благо, разработав рецепт нового типа бетона, в состав которого входят бетонные отходы и углекислый газ.

Какие именно компоненты бетона 2.0 использовались, каковы его характеристики по сравнению с обычным бетоном, и сможет ли новый строительный материал стать заменой старому? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.

Основа исследования

Одним из самых распространенных в мире строительных материалов является портландцемент, запатентованный Джозефом Аспдином в 1824 году. Свое название материал получил в честь острова Портленд (Великобритания), так как бетон, получаемый из него, внешне похож на природный камень, добываемый в этом регионе.

Низкая стоимость и широкая доступность известняка, сланца и других природных материалов, используемых в портландцементе, сделали его одним из самых дешевых и широко используемых материалов в мире. То же самое можно сказать и про бетон, получаемый с использованием портландцемента.

По приблизительной оценке (данные 2018 года) общее количество портландцемента, произведенного во всем мире с начала XX века, составляет примерно 110 миллиардов тонн. Учитывая невероятные объемы производства, вполне очевидно и то, что объемы выбрасываемого углекислого газа в атмосферу также велики. Примерно 7% от общих выбросов приходится именно на цементную промышленность. Портландцемент выделяет приблизительно 770 кг CO₂ на тонну цемента во время производства, из которых 480 кг/т приходится на кальцинирование известняка.

Самое же любопытное это то, что в самом бетоне имеется нечто, способное помочь в борьбе за экологию. Кальций, удерживаемый в бетоне в виде гидрата, может связывать CO₂ посредством карбонизации. В теории он может улавливать до 55 миллиардов тонн CO₂ во всем мире, что составляет порядка 2.0 % от общего объема CO₂ в атмосфере.

Второй важный аспект, рассматриваемый учеными в их труде, это отходы самого бетона, образующиеся в ходе сноса зданий. В одной только Японии, где и проходило исследование, бетонных отходов в год образуется от 40 до 100 миллионов тонн. Если добыть из этих отходов кальций, но с его помощью можно было бы улавливать порядка 1.8–4.8 миллионов тонн CO₂.

Учитывая столь заманчивые расчеты, ученые решили разработать метод, позволяющий использовать как отходы бетона, так и углекислый газ для создания нового строительного материала, названного ими CCC (calcium carbonate concrete или бетон с карбонатом кальция).